JPH06113258A - ディジタルビデオ信号記録装置におけるフレーム化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】可変長ＡＤＲＣのしきい値番号、ＤＣＴの量子
化ステップ等のパラメータ自体のエラー訂正を行うとと
もに、パラメータ自身でエラーを訂正することで、エラ
ー訂正符号の訂正能力を実質的に向上する。 【構成】再生データのＫ個のシンクブロックを単位とし
て記録データ量が一定に制御される。各シンクブロック
内には、同一の再生しきい値番号データが繰り返して挿
入されている。Ｋ個のシンクブロックに関して、再生し
きい値番号の度数分布表が回路２５で作成される。この
中で、最大度数のものが正しい再生しきい値番号として
選択回路２６で選択される。遅延回路２２を介されたデ
ータ中のしきい値番号が訂正回路２４において選択され
た再生しきい値番号ですげ替えられる。訂正回路２４の
後でエラー訂正符号を使用したエラー訂正がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高能率符号化とし
て、ＡＤＲＣ、ＤＣＴ等を使用するディジタルビデオ信
号記録装置のフレーム化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルビデオ信号を例えば回転ヘッ
ドにより磁気テープに記録するディジタルＶＴＲが知ら
れている。ディジタルビデオ信号の情報量が多いので、
その伝送データ量を圧縮するための高能率符号化が採用
されることが多い。ＡＤＲＣ、ＤＣＴ（Discrete Cosin
e Transform)等の種々の高能率符号化が提案されてい
る。

【０００３】ＡＤＲＣは、例えば特開昭６１−１４４９
８９号公報に記載されているような、２次元ブロック内
に含まれる複数画素の最大値及び最小値により規定され
るダイナミックレンジを求め、このダイナミックレンジ
に適応した符号化を行う高能率符号化である。ＡＤＲＣ
の一つとして、可変長ＡＤＲＣが提案されている。ＡＤ
ＲＣは、ダイナミックレンジＤＲ（最大値ＭＡＸと最小
値ＭＩＮの差）が例えば（８ライン×８画素＝６４画
素）からなる２次元的なブロック毎に算出される。ま
た、入力画素データからそのブロック内で最小のレベル
（最小値）が除去される。この最小値除去後の画素デー
タが代表レベルに変換される。この量子化は、元の量子
化ビット数より少ないビット数例えば２ビットと対応す
る４個のレベル範囲に検出されたダイナミックレンジＤ
Ｒを分割し、ブロック内の各画素データが属するレベル
範囲を検出し、このレベル範囲を示すコード信号を発生
する処理である。従って、各画素の８ビットのデータが
２ビットに圧縮されて伝送される。

【０００４】可変長ＡＤＲＣは、量子化ビット数とし
て、例えば０、１、２、３ビット（０ビットは、量子化
コードを伝送しないことを意味する）を用意し、ダイナ
ミックレンジＤＲが大きい時には、量子化ビット数を多
くし、これが小さい時には、量子化ビット数を少なくす
るものである。

【０００５】磁気テープを使用するディジタルＶＴＲ、
ディスク状記録媒体を使用するディスク記録装置等で
は、１フィールドあるいは１フレームのビデオデータが
複数個のトラックに記録されるのが普通である。しかし
ながら、上述のように、可変長出力が形成される時に
は、これらの所定期間のデータ量が変動する。このた
め、所定期間のデータ量を目標値以下とするためのバッ
ファリング処理が必要とされる。

【０００６】可変長ＡＤＲＣのバッファリングの方式と
して、本願出願人は、特願昭６１−２５７５８６号明細
書に記載されているように、累積型のダイナミックレン
ジの度数分布を形成し、この度数分布に対して、予め用
意されている割り当てビット数を定めるためのしきい値
を適用し、所定期間例えば１フレーム期間の発生情報量
を求め、発生情報量が目標値を超えないように、制御す
るものを提案している。

【０００７】即ち、発生情報量を制御するために、ダイ
ナミックレンジＤＲの所定期間例えば１フレーム期間の
度数分布表が形成され、この度数分布表が累積度数分布
表に変換され、累積度数分布表に対してＴ１、Ｔ２、Ｔ
３、Ｔ４（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４）のしきい値が適用
される。（ＤＲ＜Ｔ１）の場合には、割り当てビット数
ｎが０とされ（即ち、コード信号が伝送されず）、（Ｔ
１≦ＤＲ＜Ｔ２）の場合には、（ｎ＝１）とされ、（Ｔ
２≦ＤＲ＜Ｔ３）の場合には、（ｎ＝２）とされ、（Ｔ
３≦ＤＲ＜Ｔ４）の場合には、（ｎ＝３）とされ、（Ｔ
４≦ＤＲ）の場合には、（ｎ＝４）とされる。しきい値
Ｔ１〜Ｔ４として、複数のものが用意され、複数のしき
い値Ｔ１〜Ｔ４の中で、所定期間の発生データ量を所定
値以下にすることができるしきい値が決定される。複数
のしきい値Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれは、しきい値番号によ
って識別される。決定されたしきい値自体を記録しても
良いが、通常、しきい値番号が記録／再生される。

【０００８】また、ＤＣＴは、１フレームの画像を例え
ば（８×８）のブロック構造に変換し、このブロックを
直交変換の一種であるコサイン変換処理するものであ
る。その結果、（８×８）の係数データが発生する。こ
のような係数データは、ランレングス符号、ハフマン符
号等の可変長符号化の処理を受けてから伝送される。伝
送時には、再生側でのデータ処理を容易とするために、
符号化出力であるコード信号を一定長のシンクブロック
のデータエリア内に挿入し、コード信号に対して同期信
号、ＩＤ信号が付加されたシンクブロックを構成するフ
レーム化がなされる。

【０００９】ＤＣＴを高能率符号化として使用する場合
でも、可変長符号化出力が発生するので、バッファリン
グ処理が必要とされる。一例として、１フィールドある
いは１フレームより短い所定期間（バッファリングユニ
ットと称する）のデータ量を制御し、１フィールドある
いは１フレーム期間の全体でも、結果的にデータ量を目
標値以下とするバッファリング処理が提案されている。
バッファリング処理は、ＤＣＴで発生した交流分の係数
データを適切な量子化ステップで再量子化して、伝送デ
ータ量を目標値以下に抑える処理である。伝送データ内
には、量子化ステップあるいはこれを示す量子化番号の
コードが符号化データとともに、挿入される。

【００１０】可変長ＡＤＲＣを採用するディジタルＶＴ
Ｒの一例の記録側の構成を図４に示し、その再生側の構
成を図５に示す。図４において、１で示す入力端子から
ビデオ信号が供給され、Ａ／Ｄ変換器２によって、１サ
ンプルが例えば８ビットにディジタル化される。このＡ
／Ｄ変換器２の出力データがブロック化回路３に供給さ
れる。この実施例では、ブロック化回路３では、１フレ
ームの有効領域が（４×４）画素、（８×８）画素等の
大きさのブロックに分割される。

【００１１】ブロック化回路３からのブロックの順序に
走査変換されたディジタルビデオ信号がブロック符号化
回路４に供給される。ブロック符号化回路４は、可変長
ＡＤＲＣ符号によってディジタルビデオ信号を圧縮す
る。また、所定期間例えば１トラックに相当する期間に
発生する可変長符号化出力のデータ量を所定値以下に制
御するバッファリング処理がなされる。バッファリング
単位で発生するしきい値情報を表すしきい値番号、ブロ
ック毎に発生するダイナミックレンジＤＲおよび最小値
ＭＩＮ、ブロック内の各画素と対応する量子化データＤ
Ｔがブロック符号化回路４の出力データである。

【００１２】ブロック符号化回路４の出力データがパリ
ティ発生回路５に供給される。パリティ発生回路５は、
エラー訂正符号のパリティを発生するとともに、シンク
ブロックが連続する構造の記録データを発生する。エラ
ー訂正符号としては、例えばデータのマトリクス状配列
の水平方向および垂直方向のそれぞれに対してエラー訂
正符号化を行う積符号を採用することができる。符号化
データおよびパリティに対して、シンクブロック同期信
号およびＩＤ信号が付加される。シンクブロックが連続
する記録データがチャンネル符号化回路６に供給され、
直流分を低減させるためのチャンネル符号化の処理を受
ける。

【００１３】チャンネル符号化回路６の出力データがビ
ットストリームに変換され、さらに記録アンプ７を介し
て回転ヘッド８に供給され、記録データが磁気テープ９
上に斜めのトラックとして記録される。通常、複数の回
転ヘッドが使用されるが、簡単のために、一つのヘッド
のみが図示されている。

【００１４】図５は、ディジタルＶＴＲの再生側の構成
を示す。磁気テープ９から回転ヘッド８により取り出さ
れた再生データは、再生アンプ１２を介してチャンネル
復号回路１３に供給され、チャンネル符号化の復号がな
される。チャンネル復号回路１３の出力データがエラー
訂正回路１４に供給され、記録データからの各種のデー
タの分離とエラー訂正がなされる。エラー訂正回路１４
から発生する出力データには、再生データの他にエラー
訂正した後のエラーの有無を示すエラーフラグが含まれ
る。

【００１５】エラー訂正回路１４の出力データが再生し
きい値番号決定回路１５に供給される。再生しきい値番
号決定回路１５は、エラーフラグを参照して、エラーで
ない再生しきい値番号を正しいものとして決定する。こ
の再生しきい値番号がブロック復号回路１６に供給され
る。この復号回路１６は、再生しきい値番号を使用して
可変長ＡＤＲＣ復号を行う。

【００１６】ブロック復号回路１６の復号データ、すな
わち、各画素と対応する復元データがブロック分解回路
１７に供給される。ブロック分解回路１７によって、デ
ータの順序がブロックの順序からラスター走査の順序へ
戻される。ブロック分解回路１７の出力データがエラー
修正回路１８に供給される。エラー修正回路１８は、エ
ラー訂正符号によって訂正できないデータを周辺の画素
データで補間する。エラー修正回路１８の出力データが
Ｄ／Ａ変換器１９に供給され、出力端子２０には、各画
素と対応し、ラスター走査の順序の復元データが得られ
る。

【００１７】可変長ＡＤＲＣにおけるしきい値情報、ま
たはＤＣＴにおける再量子化ステップの情報（これらを
総称してパラメータと称する）は、再生側で正しく復号
を行うために、重要な情報である。１バッファリング期
間には、少なくとも数個のシンクブロックが含まれるの
で、各シンクブロックにパラメータ情報をそれぞれ挿入
している。従来では、エラー訂正符号によって保護し、
エラーでない、あるいは訂正されたパラメータによって
復号を行っている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来では、しきい値番
号決定回路１５は、エラー訂正回路１４を通ってきたエ
ラーのないしきい値番号候補をそのまま再生しきい値番
号としていた。この方法では、得られた正しいしきい値
番号をエラー訂正に有効に利用できない。つまり、正し
いしきい値番号が分かれば、バッファリング単位で格納
されている複数個のしきい値番号候補を訂正できる。そ
の結果、再生データのエラーレートを改善できる。しか
しながら、従来の構成では、エラー訂正回路１４を通っ
た後で、再生しきい値番号を決定しているために、エラ
ー訂正回路１４では、しきい値番号のエラーをも訂正し
なければならない。

【００１９】従って、この発明の目的は、しきい値番号
情報、量子化ステップ幅等のパラメータのエラーに対す
る保護を従来の方法よりも強力とできるディジタルビデ
オ信号記録装置のフレーム化装置を提供することにあ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この発明は、ディジタル
ビデオ信号を高能率符号化および可変長符号化するとと
にも、所定期間の符号化出力のデータ量を複数のシンク
ブロックのデータエリア内に収まるように制御するため
のバッファリング回路と、バッファリング回路の出力を
シンクブロックの構成の記録データとして、記録媒体上
に記録するための回路とを有するディジタルビデオ信号
記録装置におけるフレーム化装置であって、バッファリ
ング回路で使用されるパラメータを複数のシンクブロッ
ク内に繰り返して挿入するための回路と、再生されたデ
ータ中のパラメータの度数分布表を作成するための回路
と、度数分布表の中の最大度数のパラメータを正しいも
のとして高能率符号化の復号を行うための復号回路とか
らなるディジタルビデオ信号記録装置におけるフレーム
化装置である。

【００２１】

【作用】バッファリング期間内に繰り返し挿入されるこ
とを利用して、パラメータのエラーを訂正できる。従っ
て、エラー訂正を行うことを後で行えば、エラー訂正の
能力を実質的に高くすることができる。

【００２２】

【実施例】以下、この発明をディジタルＶＴＲに対して
適用した一実施例について図面を参照して説明する。記
録側の構成は、図４と同様であり、可変長ＡＤＲＣによ
り記録データ量が圧縮されている。図１は、この発明が
適用されたディジタルＶＴＲの再生側の構成を示す。

【００２３】磁気テープ９から回転ヘッド８により取り
出された再生データは、再生アンプ１２を介してチャン
ネル復号回路１３に供給され、チャンネル符号化の復号
がなされる。チャンネル復号回路１３の出力データが再
生しきい値番号決定回路２１に供給される。再生しきい
値番号決定回路２１の出力中の再生しきい値番号がブロ
ック復号回路１６に供給され、再生しきい値番号以外の
再生データがエラー訂正回路１４に供給される。

【００２４】エラー訂正符号として、積符号が使用さ
れ、その水平方向および垂直方向のデータに対して、リ
ード・ソロモン符号の符号化がそれぞれなされる。水平
方向のエラー訂正符号を使用したエラー訂正と、垂直方
向のエラー訂正符号を使用したエラー訂正とが行われ
る。エラー訂正回路１４から発生する出力データには、
再生データの他にエラー訂正した後のエラーの有無を示
すエラーフラグが含まれる。

【００２５】ブロック復号回路１６は、再生しきい値番
号決定回路２１からの再生しきい値番号とエラー訂正回
路１４からの他の再生データとを使用して可変長ＡＤＲ
Ｃの復号を行う。可変長ＡＤＲＣの復号は、再生しきい
値番号で識別される複数のしきい値の値とブロックのダ
イナミックレンジＤＲとから、そのブロックの割当てビ
ット数を求め、この割当てビット数とダイナミックレン
ジＤＲとで定まる量子化ステップ幅と量子化コードＤＴ
とを乗算し、乗算出力に最小値ＭＩＮを加算する処理で
ある。乗算回路の代わりに復号テーブルが格納されたＲ
ＯＭを使用することもできる。

【００２６】ブロック復号回路１６の復号データ、すな
わち、各画素と対応する復元データがブロック分解回路
１７に供給される。ブロック分解回路１７によって、デ
ータの順序がブロックの順序からラスター走査の順序へ
戻される。ブロック分解回路１７の出力データがエラー
修正回路１８に供給される。エラー修正回路１８は、エ
ラー訂正符号によって訂正できないデータを周辺の画素
データで補間する。エラー修正回路１８の出力データが
Ｄ／Ａ変換器１９に供給され、出力端子２０には、各画
素と対応し、ラスター走査の順序の復元データが得られ
る。

【００２７】この発明は、再生しきい値番号決定回路２
１に対して適用される。図２は、再生しきい値番号決定
回路２１の一例である。再生データが遅延回路２２およ
びしきい値番号候補の取り出し回路２３に供給される。
この回路２３は、再生データの各シンクブロックの所定
位置に挿入されているしきい値番号データを取り出すた
めに設けられている。

【００２８】図３は、記録／再生されるデータの一例を
概略的に示す。１シンクブロックの長さがＬバイトとさ
れ、磁気テープの１トラックには、Ｋ個のシンクブロッ
クが含まれる。データ量を一定に制御するバッファリン
グは、１トラックを単位として行われる。シンクブロッ
クには、同期信号、ＩＤ信号、ブロック毎のダイナミッ
クレンジＤＲ、最小値ＭＩＮ、量子化データＤＴ等が含
まれるが、これらの図示が省略されている。それぞれが
１バイトのしきい値番号データが各シンクブロックの所
定の位置に挿入される。

【００２９】記録側では、１トラックに対応する期間に
発生する情報量を所定値以下に抑えるバッファリング処
理がなされる。すなわち、しきい値Ｔ１〜Ｔ４からなる
組が複数個用意されており、この組の中で、発生データ
量を所定値以下に抑えるものが決定される。この決定さ
れたしきい値の組は、しきい値番号で規定される。従っ
て、Ｋ個のシンクブロックに関して、このしきい値番号
データは、同一である。取り出し回路２３は、合計でＫ
バイトのしきい値番号データを抽出する。

【００３０】抽出されたしきい値番号データが度数分布
表作成回路２５に供給される。度数分布表作成回路２５
は、しきい値番号データをアドレスとするメモリにより
構成され、同一のしきい値番号データの度数が各アドレ
スに蓄えられた度数分布表が形成される。度数分布表作
成回路２５に対して、再生しきい値番号の選択回路２６
が接続される。この選択回路２６は、１トラックの再生
データに関する度数分布表の中で、最大度数のものを再
生しきい値番号として決定する回路である。

【００３１】このように決定された再生しきい値番号が
上述のように、ブロック復号回路１６に供給され、可変
長ＡＤＲＣの復号に使用される。また、再生しきい値番
号がしきい値番号候補の訂正回路２４に供給され、遅延
回路２２を介された再生データ中のしきい値番号がこの
再生しきい値番号ですげ替えられる。この訂正回路２４
の出力がエラー訂正回路１４に供給される。エラー訂正
回路１４では、しきい値番号データが訂正済みの再生デ
ータが供給されるので、シンクブロック毎のエラー訂正
の確率を高めることができる。

【００３２】図２の再生しきい値番号決定回路２１は、
度数分布表を作成するものであるが、その代わりに分離
されたＫ個のしきい値番号データの平均値を形成し、そ
の平均値を整数化することで、再生しきい値番号を求め
ても良い。

【００３３】また、この発明は、ＤＣＴで発生した係数
データを量子化する時の量子化ステップ幅の情報を伝送
する時にも同様に適用できる。

【００３４】

【発明の効果】この発明は、バッファリング期間でパラ
メータが同一であることに着目し、エラー訂正符号によ
るエラー訂正の前の段階で、このパラメータのエラーを
訂正することができる。従って、パラメータ自体をエラ
ーを訂正できるに加えて、エラー訂正符号を後で行う時
に、訂正能力を実質的に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用されたディジタルＶＴＲの再生
回路の全体的なブロック図である。

【図２】この発明による再生しきい値番号の決定回路の
一例のブロック図である。

【図３】この発明を適用することができるシンクブロッ
クの概略的な構成を示す略線図である。

【図４】この発明が適用可能なディジタルＶＴＲの記録
回路の全体的なブロック図である。

【図５】この発明が適用可能なディジタルＶＴＲの再生
回路の全体的なブロック図である。

【符号の説明】

１４ エラー訂正回路 １６ ブロック復号回路 ２１ 再生しきい値番号の決定回路 ２５ 度数分布表作成回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 真史 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタルビデオ信号を高能率符号化お
   よび可変長符号化するととにも、所定期間の符号化出力
   のデータ量を複数のシンクブロックのデータエリア内に
   収まるように制御するためのバッファリング手段と、上
   記バッファリング手段の出力をシンクブロックの構成の
   記録データとして、記録媒体上に記録するための手段と
   を有するディジタルビデオ信号記録装置におけるフレー
   ム化装置であって、 上記バッファリング手段で使用されるパラメータを上記
   複数のシンクブロック内に繰り返して挿入するための手
   段と、 再生されたデータ中の上記パラメータの度数分布表を作
   成するための手段と、 上記度数分布表の中の最大度数のパラメータを正しいも
   のとして上記高能率符号化の復号を行うための復号手段
   とからなるディジタルビデオ信号記録装置におけるフレ
   ーム化装置。
2. 【請求項２】 ディジタルビデオ信号を高能率符号化お
   よび可変長符号化するととにも、所定期間の符号化出力
   のデータ量を複数のシンクブロックのデータエリア内に
   収まるように制御するためのバッファリング手段と、上
   記バッファリング手段の出力をシンクブロックの構成の
   記録データとして、記録媒体上に記録するための手段と
   を有するディジタルビデオ信号記録装置におけるフレー
   ム化装置であって、 上記バッファリング手段で使用されるパラメータを上記
   複数のシンクブロック内に繰り返して挿入するための手
   段と、 再生されたデータ中の上記パラメータの平均値を形成す
   るための手段と、 上記平均値を正しいパラメータとして上記高能率符号化
   の復号を行うための復号手段とからなるディジタルビデ
   オ信号記録装置におけるフレーム化装置。
3. 【請求項３】 高能率符号化が可変長ＡＤＲＣであっ
   て、パラメータが各ＡＤＲＣブロックのダイナミックレ
   ンジと比較され、量子化ビット数を決定するための複数
   のしきい値情報であることを特徴とする請求項１または
   ２記載のディジタルビデオ信号記録装置におけるフレー
   ム化装置。
4. 【請求項４】 高能率符号化がＤＣＴであって、パラメ
   ータが係数データを再量子化するための量子化ステップ
   幅情報であることを特徴とする請求項１または２記載の
   ディジタルビデオ信号記録装置におけるフレーム化装
   置。